Detecção e o rastreamento de imagem de objeto de cor usando OpenCV e a plataforma Raspberry Pi visando a aplicação em robôs móveis

Abstract

A detecção e o rastreamento de objetos são características de grande importância em sistemas de visão computacional com aplicações em áreas tais como, médica, segurança, robótica detecção de falhas etc. Neste trabalho tem-se como proposta realizar a detecção e o rastreamento de objeto de determinada cor em tempo real, usando a biblioteca Open Source Computer Vision (OpenCV), aplicado à navegação de robôs móveis. A OpenCV é uma biblioteca específica para tratamento de imagens, própria para aplicação em sistemas em tempo real onde é necessário utilizar ferramentas com um tempo de resposta baixo. O algoritmo de detecção e rastreamento é otimizado prevendo ser embarcado em uma plataforma Single Board Computer, Raspberry Pi, em um robô móvel. Para isso, o protótipo do robô móvel conta com uma câmera tipo webcam para a detecção do objeto e sensores ultrassônicos que juntos auxiliam em sua navegação de modo autônomo pelo ambiente. A imagem adquirida pela webcam é convertida para o sistema de cores Hue, Saturation, Value, usando as técnicas de processamento digital de imagens da biblioteca OpenCV. Por fim, faz-se a montagem do hardware e software no robô visando os testes finais, obtendo como resultado o rastreamento do objeto de cor pelo robô, e o seu deslocamento no ambiente, sem bater nos obstáculos.

Object detection and a tracking are features of great importance in computer vision systems with applications in areas such as medical, security, robotics, fault detection, etc. In this work, it is proposed to perform the detection and tracking of objects of a certain color in the image, in real time, using the Open-Source Computer Vision (OpenCV) library, applied to navigation of mobile robots. OpenCV is a specific library for image processing, suitable for application in real-time systems where it is necessary to use tools with a low response time. The detection and tracking algorithm is optimized in anticipation of being embedded in a Single Board Computer platform, Raspberry Pi, in a mobile robot. For this, the prototype of the mobile robot it has a webcam-type camera for the detection of the object and ultrasonic sensors that together help in its autonomous navigation through the environment. The image acquired by the webcam is converted to the Hue, Saturation, Value color system, using the techniques of digital image processing from the OpenCV library. Finally, the hardware and software are assembled in the robot, aiming at the tests for the tracking of the color object by the robot and obtaining as a result its displacement and navigation in the environment, without hitting obstacles.